钢铁冶金行业关键共性技术申报表.docx

钢铁冶金行业关键共性技术申报表技术名称复杂难选铁矿资源悬浮焙烧高效利用共性创新技术技术负责单位东北大学技术协作单位辽宁东大矿冶工程技术有限公司联系人李艳军联系电话邮箱邮编110819专业领域矿物加工工程技术所处阶段中试（）、工业应用Z）技术来源自主研发知识产权情况获相关国际及国内发明专利15项。行业或其他组织科技成果评价情况（可以不填）水平评价组织及时间获各级奖项情况（水平及颁奖单位、时间）相关证明可作为附件技术适用范围复杂难选铁矿资源高效集约化利用，主要包括储量达100亿t以上的菱铁矿、褐铁矿、微细粒赤铁矿等典型难利用铁矿资源。含铁多金属共伴生资源综合利用，主要包括含铁锦矿、高铁铝土矿等含铁多金属共伴生资源。含铁固废资源清洁无害化处理，主要包括铁尾矿、赤泥、含铁黄金尾渣等含铁大宗工业固废资源。技术说明项目意义：铁矿石是我国钢铁工业的保障性资源，属国家的重大战略需求。钢铁工业是国民经济支柱产业，钢铁材料广泛应用于基建、装备制造、交通、能源、海洋工程及环保等领域，是人类经济建设和日常生活中用量最大的结构材料。我国"十四五''将开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年目标进军，现代化建设也是人类生产力迅速提高、社会财富不断积聚、大量消耗矿产资源的过程，同时“中国制造”、“一带一路”、基建开发等宏观经济持续利好，这必将驱动我国钢铁的高位消费量，对铁矿石的市场前景需求巨大。我国铁矿石资源品位低、禀赋差、难利用，长期大量依赖进口，进口量连续多年超10亿吨，对外依存度超过85%,这不仅对我国钢铁工业造成严重影响，对国民经济的安全运行也构成了巨大威胁。因此研发创新技术实现我国难选铁矿资源的清洁高效利用，对降低我国铁矿石对外依存度，强化我国铁矿资源保隙能力，推进我国钢铁工业持续、健康、协调发展，具有重要的战略意义。主要内容：东北大学针对难选铁矿石矿物组成复杂、共生关系密切等特点，将矿物加工、冶金和流体力学等多学科有机结合，突破磁化焙烧的传统观念，创造性地提出了“预氧化-蓄热还原-再氧化''悬浮磁化焙烧新技术。经过近十年的不懈努力，开展了大量基础理论、工艺及装备的研究工作，获国际及国内发明专利数15项，填补了国内外铁矿石悬浮磁化焙烧领域的技术空白，已成功开发了多种型号的悬浮磁化焙烧新型工业技术装备。技术原理：悬浮磁化焙烧技术是将矿石在悬浮态和一定温度下进行化学反应,使矿石中弱磁性铁矿物转变为强磁性的磁铁矿或磁赤铁矿，再利用矿物之间磁性的差异进行磁选分离技术。同时，针对传统磁化焙烧技术存在的问题，研究团队提出了复杂难选铁矿石“预氧化-蓄热还原再氧化”悬浮磁化焙烧新理念，并研发成功了多段悬浮磁化焙烧技术装备。新型铁矿多段悬浮磁化焙烧技术装备由给料预热系统、加热预氧化系统、蓄热还原系统、多级冷却系统、除尘系统等组成。物料经预热系统和加热预氧化系统，通过高温氧化气氛将矿石中铁矿物（FeCO3、Fe23nH2O）氧化为赤铁矿（Fe2O3）,高温矿粉经气固分离后进入蓄热还原系统，还原系统底部通入还原气，使矿石中Fe2O3利用自身储蓄热量转化为Fe3O4,最后进入冷却系统，通过控制温度和气氛使部分Fe3O4氧化为强磁性y-Fe2O3,该过程释放出大量潜热，实现了热量的高效循环利用。工艺路线与技术特点：悬浮磁化焙烧技术将铁矿石颗粒本身作为热载体，实现加热与还原分步进行。第一步在加热系统内氧化气氛下呈快速流态化完成矿石蓄热，同时将矿石中菱铁矿、褐铁矿等转化为赤铁矿，保证给料的均一性；第二步高温铁矿石进入的还原系统，利用自身蓄热与还原气反应生成磁铁矿，据此原理设计的新型悬浮磁化焙烧系统具有反应控制简单、产品质量均匀、还原温度低、还原气用量少、安全可靠的特点。悬浮磁化焙烧技术还可控制铁物相精准转化回收潜热同步优化焙烧产品可选性。通过精确控制冷却过程还原温度和气氛，将磁铁矿氧化为强磁性-Fe203,该反应释放大量潜热，且还原产品中y-Fe203存在可有效降低磁团聚，优化焙烧产品可选性。据此冷却过程创新设计了两级流态化冷却，一级冷却隔绝空气水冷至-Fe2O3生成温度；二级冷却适时引入空气，依靠风冷和水冷降温，控制-Fe2O3的生成并释放潜热，预热空气及多余还原气体返回燃烧，实现显热和潜热的高效回收利用。可提供的技术支持：东北大学拥有全套先进的悬浮磁化焙烧及分选试验装备，可满足Ioog批次实验室试验至500kgh连续扩大试验等多种规格的磁化焙烧试验需求。研究团队成功开发了IO万U至230万t/a多种型号的悬浮磁化焙烧新型工业装备，可为复杂难选铁矿资源高效集约化利用、含铁多金属共伴生资源综合利用及含铁固废资源清洁无害化处理提供专业的工程解决方案。已取得的应用 效果及预期经 济、社会效益研究团队利用自主研发的悬浮磁化焙烧技术先后开展了鞍钢东部尾矿、东鞍山铁矿石、酒钢粉矿、酒钢块矿、酒钢尾矿、海南石碌铁矿、河北钢铁尾矿、塞拉利昂、阿尔及利亚、赞比亚、伊朗、摩洛哥等复杂难选铁矿资源的悬浮磁化焙烧试验研究，均获得了良好的焙烧效果和分选指标，较现有工艺回收率至少提高15个百分点以上。酒钢集团粉矿165万Ua的悬浮磁化焙烧项目全线贯通并投入连续运行。粉矿金属回收率从原来强磁选工艺的65%以下提高到85%以上，资源利用效率大幅度提高。该技术一方面可实现大量至今无法利用的赤铁矿、褐铁矿及菱铁矿等复杂难选铁矿石的高效利用，预计仅国内盘活铁矿资源100亿吨以上，另一方面与现有分选工艺相比，可提高金属回收率15个百分点以上，经济效益巨大；同时还可实现含铁固废资源的清洁高效利用，达到节能减排效果。因此该技术的应用经济、社会、环境效益显著。技术应用示范情况1、酒钢集团粉矿165万t/a的悬浮磁化焙烧项目全线贯通并投入连续运行。粉矿金属回收率从原来强磁选工艺的65%以下提高到85%以上，资源利用效率大幅度提高。2、赞比亚50万t/a含铁镒矿悬浮磁化焙烧.铸铁高效分离工程已进入施工阶段，预计2020年6月份建成投产。3、完成海南矿业石碌铁矿230万t/a悬浮磁化焙烧无尾利用项目的可行性研究，排放废气粉尘浓度10mgNm3,各项指标均达国家环保要求。技术成果转化推广前景悬浮磁化焙烧技术具有生产能力大、无污染、生产成本低及自动化程度高等特点，不仅可盘活国内复杂难选铁矿资源100亿吨以上，还能较常规选别工艺回收率提高15个百分点以上；同时可实现含铁多金属伴生矿资源和含铁固废资源的清洁利用，盘活大量铁矿资源。该技术成果在复杂难选铁矿资源高效集约化利用、含铁多金属共伴生资源综合利用及含铁固废资源清洁无害化处理等领域应用推广前景广阔。投资估算原矿处理能力230万t/a悬浮磁化焙烧-磁选工程项目投资约3.5亿元人民币。投资回收期（年）根据矿石类型、地理位置及燃气情况区别，投资回收期在12.5年左右。申报单位意见（盖章）：